JP2006071544A - 蛍光観察用暗箱装置、蛍光観察システムおよび蛍光観察方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 蛍光観察において得られる蛍光画像におけるノイズを除去して鮮明な蛍光画像を得ることができるとともに、蛍光観察中においても蛍光観察装置と試料との相対位置関係を確認する。
【解決手段】 試料Ａと、該試料Ａに対して第１の波長帯域の励起光Ｌ１を照射し、試料Ａから発生する第２の波長帯域の蛍光Ｌ２を検出する蛍光観察装置５とを覆う暗箱本体２と、該暗箱本体２内に配置され、第１の波長帯域および第２の波長帯域とは異なる第３の波長帯域の可視光Ｌ３を出射する照明光源３と、暗箱本体２に設けられ、第３の波長帯域の少なくとも一部を含み、第１の波長帯域および第２の波長帯域を含まない第４の波長帯域の光を透過可能な観察窓４とを備える蛍光観察用暗箱装置１を提供する。
【選択図】 図１

Description

この発明は、蛍光観察用暗箱装置、蛍光観察システムおよび蛍光観察方法に関するものである。

レーザ光のような励起光を試料に照射して、試料から発生する蛍光を観察する蛍光観察方法は、共焦点顕微鏡や多光子励起型の顕微鏡のように、試料の内部を非侵襲で観察する方法として実用されている。
しかし、試料から発生する蛍光は非常に微弱であり、外光の存在下では、外部からのノイズによって鮮明な蛍光画像を得ることが困難となる。このため、蛍光観察に際しては、暗室内において、外光の存在下で、顕微鏡装置に試料を予め位置決め状態に配置した後に、全ての外光を遮断した状態で試料に励起光を照射し、試料から発せられる蛍光を検出することが行われている。

一方、全く異なる技術分野ではあるが、植物に影響を与えない暗所で、特定の光の影響を観察する暗所観察装置が知られている（例えば、特許文献１等）。
この特許文献１の暗所観察装置は、外光が植物自体に遺伝子発現のような生物学的な影響を与えてしまうのを防止することを目的として、外光の侵入を完全に遮断した暗箱内に植物を配置し、植物に影響を与えない波長の赤外光を出射する赤外光源と赤外用ＣＣＤカメラとを暗箱内に配置して、赤外用ＣＣＤカメラからの画像を暗箱外のモニタによって観察することができる。
特開２００２−３６９６２４号公報

しかしながら、上述したように、暗室内において、外光の存在下で、顕微鏡装置に試料を予め位置決め状態に配置した後に、全ての外光を遮断した状態で試料に励起光を照射し、試料から発せられる蛍光を検出する場合、位置決め作業が確実に行われればよいが、所望の観察位置からずれていた場合には、再度、顕微鏡装置と試料との位置関係を調整し直す必要がある。この場合、外光を遮断した暗室内において手探りの作業によって顕微鏡と試料との位置関係を調整する場合には、顕微鏡装置の対物レンズと試料とが干渉して、対物レンズまたは試料のいずれかが破損したり損傷したりする不都合が考えられる。一方、再度外光を照射して位置決めを行い、外光を遮断して観察を行う作業を繰り返すことは、非常に手間がかかり、煩わしいという問題がある。

本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであって、蛍光観察において得られる蛍光画像におけるノイズを除去して鮮明な蛍光画像を得ることができるとともに、蛍光観察中においても蛍光観察装置と試料との相対位置関係を確認することができる蛍光観察用暗箱装置、蛍光観察システムおよび蛍光観察方法を提供することを目的としている。

上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提供する。
本発明は、試料と、該試料に対して第１の波長帯域の励起光を照射し、試料から発生する第２の波長帯域の蛍光を検出する蛍光観察装置とを覆う暗箱本体と、該暗箱本体内に配置され、前記第１の波長帯域および前記第２の波長帯域とは異なる第３の波長帯域の可視光を出射する照明光源と、前記暗箱本体に設けられ、前記第３の波長帯域の少なくとも一部を含み、前記第１の波長帯域および第２の波長帯域を含まない第４の波長帯域の光を透過可能な観察窓とを備える蛍光観察用暗箱装置を提供する。

本発明によれば、暗箱本体内に試料と蛍光観察装置とを配置し、第１の波長帯域の励起光を照射して試料から発せられる第２の波長帯域の蛍光を検出する蛍光観察を行う際に、暗箱本体内において照明光源を作動させ、第３の波長帯域の可視光を照射する。暗箱本体に設けた観察窓は、第３の波長帯域の少なくとも一部を含む第４の波長帯域の光を透過可能なので、試料や蛍光観察装置において反射した第３の波長帯域の光の一部が観察窓を透過して、外部の観察者により観察されることになる。

すなわち、観察者は、観察窓を透過してくる第３の波長帯域内の光を観察することで、暗箱本体内部の試料の状態や試料と蛍光観察装置との位置関係等を容易に把握することができる。一方、第３の波長帯域は第１の波長帯域とは異なるので、暗箱本体内部において照射しても、照射された第３の波長帯域の可視光によって試料の蛍光物質が励起されることはない。また、第３の波長帯域は第２の波長帯域とも異なるので、暗箱本体内部において照射しても、蛍光観察装置により検出されることはなく、得られる蛍光画像におけるノイズが増大する不都合もない。

また、観察窓は、第４の波長帯域の光を透過するので、暗箱本体の外部から第４の波長帯域の光が暗箱本体内に入射することもある。しかしながら、第４の波長帯域は、第１の波長帯域および第２の波長帯域を含まないので、上記と同様、暗箱本体内に入射した光によって蛍光物質が励起されたり、蛍光画像におけるノイズが増大したりする不都合はない。一方、観察窓は、暗箱本体の外部からの第３の波長帯域の少なくとも一部の光を透過するが、透過した光は照明光源からの光とともに照明光として利用することができる。

上記発明においては、前記照明光源が、前記観察窓を通して外部から直接見ることのできない位置に配置されていることが好ましい。
このようにすることで、観察窓を通して暗箱本体の外部から観察する観察者が照明光源を直接見ることがなく、照明光源から光が観察の邪魔になることがない。具体的には、照明光源を観察窓の視野外に配置する場合の他、邪魔板等によって観察窓に向けて照明光源から直接光が漏れることを防止することにしてもよい。

また、本発明は、試料と、該試料に対して第１の波長帯域の励起光を照射し、試料から発生する第２の波長帯域の蛍光を検出する蛍光観察装置とを覆い外光の侵入を遮断する暗箱本体と、該暗箱本体内に配置され、前記第１の波長帯域および前記第２の波長帯域とは異なる第３の波長帯域の光を出射する照明光源と、前記暗箱本体内に配置され、前記照明光源により照明された試料および蛍光観察装置を撮影する撮影装置と、前記暗箱本体の外部に配置され、前記撮影装置により取得された画像を表示する画像表示装置とを備える蛍光観察用暗箱装置を提供する。

本発明によれば、暗箱本体内に試料と蛍光観察装置とを配置し、第１の波長帯域の励起光を照射して試料から発せられる第２の波長帯域の蛍光を検出する蛍光観察を行う際に、暗箱本体内において照明光源を作動させ、第３の波長帯域の光を照射する。第３の波長帯域の光は、試料および蛍光観察装置に照射され、暗箱本体内に設けた撮影装置によって撮影される。そして、取得された画像は暗箱本体外部の画像表示装置により表示される。観察者は、画像表示装置に表示された第３の波長帯域の光により照明された試料および蛍光観察装置を見ることで、試料の状態や両者の位置関係を把握することができる。

一方、第３の波長帯域は第１の波長帯域とは異なるので、暗箱本体内部において照射しても、照射された第３の波長帯域の光によって試料の蛍光物質が励起されることはない。また、第３の波長帯域は第２の波長帯域とも異なるので、暗箱本体内部において照射しても、蛍光観察装置により検出されることはなく、得られる蛍光画像におけるノイズが増大する不都合もない。

上記発明においては、前記照明光源は、出射した光が前記撮影装置に直接入射しない位置に配置されていることが好ましい。
このようにすることで、撮影装置により取得された画像に照明光源からの光によるフレア等のノイズが生じすることが防止される。したがって照明光源からの光が観察の邪魔になることがない。具体的には、照明光源を撮影装置の視野外に配置する場合の他、邪魔板等によって、照明光源から光が直接撮影装置に入射することを防止することにしてもよい。

また、上記発明においては、撮影装置と画像表示装置とを備えるカメラが、撮影装置を内部に、画像表示装置を外部に向け、暗箱本体の壁面を貫通して取り付けられていることとしてもよい。
このようにすることで、あたかも観察窓から暗箱内部を見ているような画像を画像表示装置に表させることができる。

また、上記発明においては、前記暗箱本体の壁面とカメラとの間に、壁面に対してカメラを移動可能に支持する蛇腹部材を備えることとしてもよい。
このようにすることで、蛇腹部材を変形させて、壁面に対してカメラを移動させることにより、画像表示装置に表示される画像の範囲を容易に調整することができる。

また、上記発明においては、前記照明光源に、出射する光の波長帯域を切り替える波長切替機構が備えられていることとしてもよい。
蛍光観察装置において励起光の波長を切り替えて観察する際に、波長切替機構を作動させて照明光源が出射する光の波長帯域を切り替えることにより、励起光の波長選択の自由度を高めることができる。

また、本発明は、試料に対して第１の波長帯域の励起光を照射し、試料から発生する第２の波長帯域の蛍光を検出する蛍光観察装置と、上記いずれかの蛍光観察用暗箱装置とを備え、前記暗箱本体に、該暗箱本体を開閉する開閉扉が設けられるとともに、該開閉扉の開閉状態を検出する開閉センサと、該開閉センサが、開閉扉が開かれたことを検出したときに、前記蛍光観察装置における励起光の出射を停止する励起光制御部とを備える蛍光観察システムを提供する。

この発明によれば、暗箱本体内に試料と蛍光観察装置とを収容して、開閉扉を閉じ、蛍光観察装置において第１の波長帯域の励起光を試料に照射し、試料から発せられる第２の波長帯域の蛍光を検出することにより蛍光観察が行われる。蛍光観察中に、開閉扉が何らかの原因によって開かれると、開閉センサが、開閉扉の開状態を検出して励起光制御部の作動により蛍光観察装置における励起光の出射が停止される。これにより、励起光が暗箱の外部に漏れることが防止されることになる。
また、開閉センサが開閉扉の閉状態を検出して、励起光制御部の作動により励起光が出射されることにより、暗箱の外部からノイズとなる光が入らない状態での蛍光観察が行われ、ノイズの少ない鮮明な蛍光画像を得ることができる。

また、本発明は、試料に対して第１の波長帯域の励起光を照射し、試料から発生する第２の波長帯域の蛍光を検出する蛍光観察装置と、上記いずれかの蛍光観察用暗箱装置とを備え、前記暗箱本体に、該暗箱本体を開閉する開閉扉が設けられるとともに、該開閉扉の開閉状態を検出する開閉センサが備えられ、該開閉センサが、開閉扉が閉じられていることを検出したときに、前記蛍光観察装置の動作速度を低下させる動作制御部を備える蛍光観察システムを提供する。

本発明によれば、暗箱本体の開閉扉を開いて、試料を蛍光観察装置に対して位置決めし、蛍光観察装置の概略的な焦点位置合わせ等の準備作業を行った後に、開閉扉を閉じて、試料と蛍光観察装置とを暗箱本体内に収容する。そして、第３の波長帯域の照明光源からの光の下で、試料と蛍光観察装置との位置関係を微調整しながら、蛍光観察装置において第１の波長帯域の励起光を試料に照射し、試料から発せられる第２の波長帯域の蛍光を検出することにより蛍光観察が行われる。この場合において、本発明によれば、動作制御部の作動により、開閉センサが開閉扉の閉状態を検出しているときの方が、開状態を検出しているときよりも低い動作速度で蛍光観察装置が作動させられる。その結果、暗箱本体内において、観察窓または画像表示装置を介しての限られた情報しか得られない暗箱本体内において、誤って蛍光観察装置と試料とが干渉してしまう不都合の発生を低減できる。したがって、蛍光観察装置や試料が破損したり損傷を受けたりすることを回避することができる。

また、本発明は、蛍光観察装置により試料に対して第１の波長帯域の励起光を照射して試料から発せられる第２の波長帯域の蛍光を観察する蛍光観察方法であって、試料および蛍光観察装置を暗箱により覆い、暗箱内において、前記第１の波長帯域および前記第２の波長帯域とは異なる第３の波長帯域の光を照射し、暗箱外において、暗箱に設けた、前記第３の波長帯域の少なくとも一部を含み、前記第１の波長帯域および第２の波長帯域を含まない第４の波長帯域の光を透過可能な観察窓を介して、または、暗箱内に設けた撮影装置を介して、第３の波長帯域の光を観察しながら、試料または蛍光観察装置を暗箱外から操作する蛍光観察方法を提供する。

本発明によれば、第３の波長帯域の光により蛍光観察装置と試料とを照明し、観察窓または撮影装置を介して観察するので、蛍光観察装置による蛍光観察を邪魔することなく、暗箱内部において蛍光観察装置と試料との位置関係を容易に把握して、確実に操作することができる。したがって、手探りによる操作を排除し、また、暗室の照明の点灯と消灯とを繰り返して操作する煩わしさをなくすことができる。

本発明によれば、第１および第２の波長帯域のいずれとも異なる第３の波長帯域の光により蛍光観察装置と試料とを照明し、観察窓または撮影装置を介して観察するので、蛍光観察装置による蛍光観察を邪魔することなく、暗箱内部において蛍光観察装置と試料との位置関係を容易に把握して、確実に操作することができる。したがって、手探りによる操作を排除し、また、暗室の照明の点灯と消灯とを繰り返して操作する煩わしさをなくすことができるという効果を奏する。

以下、本発明の第１の実施形態に係る蛍光観察用暗箱装置１について、図１および図２を参照して説明する。
本実施形態に係る蛍光観察用暗箱装置１は、図１に示されるように、暗箱本体２と、該暗箱本体２内に配置される照明光源３と、暗箱本体２の壁面２ａに設けられた観察窓４とを備えている。

前記暗箱本体２は、あらゆる波長の光を遮光する材質からなる箱状部材であって、後述する蛍光観察装置５の観察ヘッド６、該観察ヘッド６を昇降させる昇降機構７、試料Ａ、および該試料Ａを載置して水平２次元方向に移動させたり、傾斜させたりするステージ８を完全に覆うことができる寸法を備えている。

蛍光観察装置５は、図１に示されるように、光学ユニット９と観察ヘッド６とこれらを接続する光ファイバ１０とを備えている。
光学ユニット９は、レーザ光のような第１の波長帯域Ｂ１（例えば、波長５４５ｎｍ）の励起光Ｌ１を出射する励起光源１１と、出射された励起光Ｌ１を平行光に変換するコリメートレンズ１２と、平行光にされた励起光Ｌ１を光ファイバ１０の端面１０ａに集光するカップリングレンズ１３と、光ファイバ１０を介して戻ってきた戻り光から第２の波長帯域Ｂ２（例えば、波長５５０ｎｍ）の蛍光Ｌ２を分離するダイクロイックミラー１４と、分離された蛍光Ｌ２を集光する集光レンズ１５と、集光された蛍光Ｌ２を検出する光検出器１６とを備えている。光検出器１６は、例えば、光電子増倍管（Photomultiplier
Tube:PMT）である。

観察ヘッド６には、筐体１７内に、励起光源１１からの励起光Ｌ１を平行光に変換するコリメートレンズ１８と、コリメートレンズ１８から出射された平行光を２次元的に走査する光走査部１９と、走査された励起光Ｌ１を集光して中間像を結像する瞳投影レンズ２０と、中間像を結像した励起光Ｌ１を集光して平行光に変換する結像レンズ２１とが備えられている。また、筐体１７には、結像レンズ２１からの励起光Ｌ１を集光して所定の焦点位置に再結像させる対物レンズ２２が取り付けられている。
光走査部１９は、例えば、互いに直交する軸線回りに揺動可能な２枚のガルバノミラー１９ａ，１９ｂを対向配置してなる、いわゆる近接ガルバノミラーである。

また、観察ヘッド６を昇降可能に支持する昇降機構７は、ベース２３から立ち上がる支柱２４に、図示しない駆動装置によって昇降させられる昇降スライダ２５を備えている。駆動装置は、暗箱本体２の外部からの遠隔操作により作動させられるようになっている。
前記照明光源３は、例えば、４５８ｎｍ近傍の第３の波長帯域Ｂ３を有する可視光Ｌ３を出射する、例えば、アルゴンレーザ光源等により構成されている。

前記観察窓４は、図１に示されるように、暗箱本体２を構成する壁面２ａの内、暗箱本体２の前面に配される傾斜面に設けられ、暗箱本体２の外部から暗箱本体２の内部に配されている蛍光観察装置５の観察ヘッド６および試料Ａを視野範囲内に配するように設定されている。
観察窓４は、図２に示されるように、蛍光観察装置５の励起光源１１から発せられる第１の波長帯域Ｂ１の励起光Ｌ１および試料Ａから発せられる第２の波長帯域Ｂ２の蛍光Ｌ２をいずれも遮断する一方、照明光源３から発せられる第３の波長帯域Ｂ３の可視光Ｌ３は透過させるように構成されている。すなわち、観察窓４は、波長４８０ｎｍ以下の光を透過し、それより大きな波長の光を遮断する透過率特性を有している。

また、本実施形態においては、暗箱本体２内に、観察窓４と照明光源３との間に配置される邪魔板２６が備えられている。邪魔板２６は観察窓４に対して照明光源３を覆い隠すように配置され、観察窓４の外部から、直接的に照明光源３を見ることができないように形成されている。

このように構成された本実施形態に係る蛍光観察用暗箱装置１を用いた蛍光観察方法について以下に説明する。
本実施形態に係る蛍光観察用暗箱装置１を用いて、試料Ａの蛍光観察を行うには、まず、蛍光観察装置５の励起光源１１を停止状態として、暗箱本体２外において、ステージ８上に試料Ａを固定し、昇降機構７を作動させて観察ヘッド６の対物レンズ２２を試料Ａに対して大まかに位置決めした位置に配置する。この状態で、試料Ａ、観察ヘッド６、ステージ８および昇降機構７を暗箱本体２内に収容する。暗箱本体２は、試料Ａや観察ヘッド６等を覆うように被せる構造でもよく、後述する実施形態のように開閉扉を設けておき、これを閉じることで観察ヘッド６等を覆うように構成してもよい。

次に、照明光源３を作動させて、第３の波長帯域Ｂ３の可視光Ｌ３を暗箱本体２内において照射する。第３の波長帯域Ｂ３の可視光Ｌ３は、特に、暗箱本体２内の観察ヘッド６の対物レンズ２２およびこれに対向して配置されている試料Ａを照明する。そして、これら対物レンズ２２および試料Ａにおいて反射された第３の波長帯域Ｂ３の可視光Ｌ３は、その一部が、観察窓４を透過して暗箱本体２の外部に出射される。

したがって、暗箱本体２の外部において、観察者は、観察窓４を透過して出てくる第３の波長帯域Ｂ３の可視光Ｌ３を観察することにより、暗箱本体２内部に配されている対物レンズ２２と試料Ａとの位置関係および暗箱本体２内部の試料Ａの状態を明確に把握することができる。
そして、観察者は、観察窓４から観察される対物レンズ２２と試料Ａとの位置関係に基づいて、暗箱本体２の外部から遠隔操作によって昇降機構７およびステージ８を作動させ、これらの位置関係を調節することができる。

次に、蛍光観察装置５を作動させて、励起光源１１から第１の波長帯域Ｂ１の励起光Ｌ１を出射させる。励起光Ｌ１は、光ファイバ１０を介して暗箱本体２内の観察ヘッド６内に導かれる。観察ヘッド６内に入射された励起光Ｌ１は、コリメートレンズ１８によって平行光にされた後、光走査部１９によって２次元的に走査され、瞳投影レンズ２０、結像レンズ２１および対物レンズ２２を介して試料Ａにおいて再結像される。

試料Ａに励起光Ｌ１が入射されると、試料Ａ内の蛍光物質あるいは予め試料Ａに投与しておいた蛍光薬剤が励起されて第２の波長帯域Ｂ２の蛍光Ｌ２が発せられる。発せられた蛍光Ｌ２は、対物レンズ２２、結像レンズ２１、瞳投影レンズ２０、光走査部１９およびコリメートレンズ１８を介して光ファイバ１０の端面１０ｂに入射される。

光ファイバ１０の端面１０ｂは、対物レンズ２２の焦点位置と共役な位置関係に配置されているので、試料Ａから戻る蛍光Ｌ２の内、対物レンズ２２の焦点位置近傍から発生した蛍光Ｌ２のみが、光ファイバ１０の端面１０ｂに入射されて、光学ユニット９に戻される。光学ユニット９に戻った蛍光Ｌ２は、カップリングレンズ１３によって平行光にされて、ダイクロイックミラー１４により光路から分離され、集光レンズ１５によって集光されて光検出器１６により検出される。
光走査部１９を作動させることにより、励起光Ｌ１が対物レンズ２２の焦点位置において２次元的に走査され、各位置からの蛍光Ｌ２を光検出器１６によって検出することにより、鮮明な２次元的な蛍光画像を得ることができる。

この場合において、本実施形態に係る蛍光観察用暗箱装置１によれば、照明光源３からの可視光Ｌ３の第３の波長帯域Ｂ３は、励起光Ｌ１の第１の波長帯域Ｂ１および蛍光Ｌ２の第２の波長帯域Ｂ２のいずれとも異なっている。したがって、蛍光観察中に照明光源３からの可視光Ｌ３が試料Ａに照射されても、それによって、試料Ａの蛍光物質が励起されることはない。また、試料Ａにおいて反射等した第３の波長帯域Ｂ３の可視光Ｌ３が対物レンズ２２から蛍光Ｌ２の検出光路内に入射したとしても、ダイクロイックミラー１４によって光検出器１６側に偏向されることはなく、光検出器１６にノイズとして検出される不都合はない。

すなわち、照明光源３からの第３の波長帯域Ｂ３の可視光Ｌ３は、蛍光観察を邪魔しない光であり、蛍光観察前の準備段階のみならず、蛍光観察中も照射し続けることができる。また、観察窓４は第３の波長帯域Ｂ３の可視光Ｌ３を透過可能であるので、暗箱本体２の外部からも第３の波長帯域Ｂ３の可視光Ｌ３が観察窓４を透過して暗箱本体２内部に入射することが考えられる。しかしながら、上述したように第３の波長帯域Ｂ３の可視光Ｌ３は、蛍光観察を邪魔しない光であり、観察窓４を透過して暗箱本体２内部に入ったとしても、蛍光観察に支障を生ずることはない。

観察者は、光検出器１６により取得される蛍光画像を図示しないモニタによって確認しながら、試料Ａと蛍光観察装置５との位置関係を調整する際に、観察窓４を介して見ることができる照明光源３からの第３の波長帯域Ｂ３の可視光Ｌ３により明るく照明された試料Ａと観察ヘッド６とを確認しながら調整作業を行うことができる。
その結果、従来のように暗室の中で手探りで調整作業を行う必要がなく、また、暗室の照明の点灯、消灯を繰り返す煩わしさも解消できる。

本実施形態に係る蛍光観察用暗箱装置１においては、暗箱本体２の内部に設けた邪魔板２６によって、照明光源３からの可視光Ｌ３が直接観察窓４を通過しないようになっている。したがって、観察者が照明光源３を直視することがなく、直視した場合における眩しさによって暗箱本体２内部の様子が見にくくなるという不都合の発生を防止することができる。

また、本実施形態においては、励起光源１１を含む光学ユニット９が暗箱本体２の外部に配置されている。これにより、暗箱本体２の内部の温度が、励起光源１１の発熱によって上昇してしまうことが防止され、試料Ａの乾燥や、観察条件の変動を防止して、安定した観察を行うことができるという効果がある。

なお、本実施形態においては、図２に示されるように、第３の波長帯域Ｂ３として、励起光Ｌ１の第１の波長帯域Ｂ１および蛍光Ｌ２の第２の波長帯域のいずれよりも短い波長帯域Ｂ３を使用する例を挙げて説明したが、これに代えて、第１の波長帯域Ｂ１および第２の波長帯域Ｂ２のいずれよりも長い波長帯域Ｂ３′を採用することにしてもよい。この場合には、観察窓４の透過率特性を波長帯域Ｂ３′を含む波長帯域にすればよい。

また、照明光源３に、出射する可視光Ｌ３の波長帯域Ｂ３を切り替えるフィルタ切替装置２７が備えられていることとしてもよい。
蛍光観察装置５において励起光Ｌ１の波長を切り替えて観察する際に、フィルタ切替装置２７を作動させて照明光源３が出射する可視光Ｌ３の波長帯域Ｂ３を切り替えることにより、励起光Ｌ１の波長選択の自由度を高めることができる。

次に、本発明の第２の実施形態に係る蛍光観察用暗箱装置３０について、図３を参照して、以下に説明する。
本実施形態の説明において、図１に示した第１の実施形態に係る蛍光観察用暗箱装置１と構成を共通とする箇所に同一符号を付して説明を簡略化する。

本実施形態に係る蛍光観察用暗箱装置３０は、図３に示されるように、第１の実施形態に係る蛍光観察用暗箱装置１の観察窓４を有する暗箱本体３１に代えて、観察窓４を有しない暗箱本体３１の内部に配置されるカメラ（撮影装置）３２と、暗箱本体３１の外部に配置されるモニタ３３とを配置し、暗箱本体３１によって外光を完全に遮断している。
カメラ３２は、暗箱本体３１の内部において、蛍光観察装置５の対物レンズ２２と試料Ａとを同時に撮影可能な視野を有している。また、カメラ３２は、照明光源３に対して邪魔板２６を隔てて配置され、照明光源３を直接撮影することのないように設定されている。カメラ３２としては、ＣＣＤカメラの他、ＣＭＯＳカメラを採用してもよい。ＣＭＯＳカメラは消費電力が小さいため、省エネルギの観点で好ましい。

このように構成された本実施形態に係る蛍光観察用暗箱装置３０によれば、第１の実施形態と同様に、蛍光観察を邪魔しない第３の波長帯域Ｂ３の光Ｌ３（この場合の光Ｌ３は可視光に限られない。）を照射する照明光源３の採用により、蛍光観察中においてもカメラ３２およびモニタ３３を介して暗箱本体３１の内部の様子を観察でき、蛍光観察装置５と試料Ａとの位置関係を微調整しながら蛍光観察を行うことができる。

なお、本実施形態に係る蛍光観察用暗箱装置３０においては、暗箱本体３１内に複数台のカメラ３２を設置して、同一のモニタ３３により画面を切り替えながら複数のカメラ３２からの画像を観察することにしてもよい。このようにすることで、試料Ａを異なる複数の角度から観察できる。したがって、より正確かつ容易に蛍光観察装置５と試料Ａとの位置関係を調整することができる。
また、試料Ａが生体である場合に、試料Ａや暗箱本体３１内に取り付けた各種センサ（図示略）からの情報、例えば、バイタル情報や暗箱本体３１内部の温度情報等をモニタ３３に同時に表示することにしてもよい。

また、図４に示されるように、暗箱本体３１′の壁面３１ａ′を貫通してカメラ３２とモニタ３３とを一体化したもの、あるいは、モニタ付きのカメラを取り付けた蛍光観察用暗箱装置３０′を採用してもよい。この場合、カメラ３２を暗箱本体３１′の内側に向けて設置し、モニタ３３はカメラ３２とは正反対の暗箱本体３１′の外側方向を向くように設置する。このようにすることで、モニタ３３を見る観察者は、あたかも第１の実施形態の暗箱本体２に設けた観察窓４から暗箱本体２の内部を覗いているかのように観察を行うことができる。したがって、モニタ３３を見ながらの観察ヘッド６やステージ８の遠隔操作において、その動作方向や移動量を直感的に把握しやすい状態で調節作業を行うことができる。

また、図４に示されるように、カメラ３２とモニタ３３とを一体化したものあるいはモニタ付きのカメラを、蛇腹３４を介して暗箱本体３１′の壁面３１ａ′に固定することにしてもよい。蛇腹３４を変形させることで、カメラ３２の位置を調節することができ、蛇腹３４の変形範囲において観察したい領域を調節することができる。

次に、本発明の第３の実施形態に係る蛍光観察システム４０について、図５を参照して説明する。
本実施形態の説明において、上述した各実施形態に係る蛍光観察用暗箱装置１，３０と構成を共通とする箇所に同一符号を付して説明を簡略化する。

本実施形態に係る蛍光観察システム４０は、図５に示されるように、上述した蛍光観察装置５と、蛍光観察用暗箱装置４１とを備えている。蛍光観察用暗箱装置４１は、図５に示されるように、暗箱本体４２に、開閉扉４３がヒンジ４４によって開閉可能に設けられている。暗箱本体４２には、開閉扉４３が閉じられたときに、開閉扉４３に設けられた被検出体４５を検出可能な開閉センサ４６が設けられている。

また、開閉センサ４６には、励起光制御装置４７が接続されている。励起光制御装置４７、開閉センサ４６により開閉扉４３の開状態が検出されたとき、すなわち、開閉扉４３が開かれることで、被検出体４５が開閉センサ４６の検出範囲内から外れたときに、励起光源１１を停止して、励起光Ｌ１が出射されるのを停止するように制御するようになっている。

このように構成された本実施形態に係る蛍光観察システム４０によれば、開閉扉４３を閉じることで開閉センサ４６によって被検出体４５が検出され、閉状態である旨の信号が励起光制御装置４７に送られるので、励起光制御装置４７は、励起光源１１からの励起光Ｌ１の出射を許容する。これにより、上記第１の実施形態に係る蛍光観察用暗箱装置４１と同様にして、試料Ａの蛍光観察を行いながら照明光源３と観察窓４とによる蛍光観察装置５と試料Ａとの位置関係に調節等が行われる。

この状態で、本実施形態に係る蛍光観察システム４０によれば、何らかの原因によって開閉扉４３が暗箱本体４２に対して開かれると、開閉センサ４６が作動して開閉扉４３が開状態であることが検出されるので、励起光制御装置４７により励起光源１１からの励起光Ｌ１の出射が停止される。これにより、暗箱本体４２から励起光Ｌ１が外部に漏れることが防止されるとともに、開閉扉４３が開かれて外部から種々の波長帯域の外光が暗箱本体４２内部に入射している状態での蛍光観察が行われてしまうことが回避される。したがって、ノイズの多い蛍光画像が撮影されてしまうことを防止できる。

なお、本実施形態においては、開閉扉４３の開閉状態に応じて励起光源１１からの励起光Ｌ１の出射を停止することとしたが、これに代えて、励起光源１１の前方にシャッタ（図示略）を設け、シャッタの開閉により、励起光Ｌ１の照射、停止を選択することにしてもよい。また、開閉扉４３が開かれたときには、励起光Ｌ１の遮断とともに照明光源３を消灯することにしてもよい。観察窓４を介した暗箱本体４２内部の観察中に照明光源３が消灯することで、観察者に開閉扉４３の開状態を早期に知らせることができる。
また、開閉センサ４６の作動に連動するタイマーを設けておき、開閉扉４３が開かれていた時間等の情報を記録し、あるいは、モニタに表示することにしてもよい。

また、本実施形態においては、開閉扉４３が開状態のときに励起光源１１を停止することとしたが、これに代えて、あるいはこれとともに、図６に示されるように、開閉センサ４６に接続される動作制御装置４８を備えることにしてもよい。動作制御装置４８は、例えば、観察ヘッド６の昇降機構７あるいはステージ８の駆動装置に接続され、開閉センサ４６が開閉扉４３の閉状態を検出したときに、暗箱本体４２内部の昇降機構７等の動作速度を、開状態の場合よりも低くするように制御することが好ましい。

暗箱本体４２の内部は、観察窓４によって観察できるものの、観察窓４から得られる情報量は制限されているため、開閉扉４３が閉じた状態では昇降機構７等の動作速度を低く設定することで、試料Ａと対物レンズ２２との干渉による試料Ａの損傷や対物レンズ２２等の破損の危険性を低減することができる。

本発明の第１の実施形態に係る蛍光観察用暗箱装置を示す縦断面図である。 図１の蛍光観察用暗箱装置の照明光源からの蛍光の波長帯域と、観察窓の透過率特性を示す図である。 本発明の第２の実施形態に係る蛍光観察用暗箱装置を示す縦断面図である。 図３の蛍光観察用暗箱装置の変形例を示す縦断面図である。 本発明の第３の実施形態に係る蛍光観察システムを示す縦断面図である。 図５の蛍光観察システムの変形例を示す縦断面図である。

符号の説明

Ａ 試料
Ｂ１ 第１の波長帯域
Ｂ２ 第２の波長帯域
Ｂ３ 第３の波長帯域
Ｌ１ 励起光
Ｌ２ 蛍光
Ｌ３ 可視光、光
１，３０，４１ 蛍光観察用暗箱装置
２，３１，４２ 暗箱本体
３ 照明光源
４ 観察窓
５ 蛍光観察装置
２７ フィルタ切替装置（波長切替機構）
３２ カメラ（撮影装置）
３３ モニタ（画像表示装置）
３４ 蛇腹（蛇腹部材）
４０ 蛍光観察システム
４３ 開閉扉
４６ 開閉センサ
４７ 励起光制御装置（励起光制御部）
４８ 動作制御装置（動作制御部）

Claims (10)

1. 試料と、該試料に対して第１の波長帯域の励起光を照射し、試料から発生する第２の波長帯域の蛍光を検出する蛍光観察装置とを覆う暗箱本体と、
   該暗箱本体内に配置され、前記第１の波長帯域および前記第２の波長帯域とは異なる第３の波長帯域の可視光を出射する照明光源と、
   前記暗箱本体に設けられ、前記第３の波長帯域の少なくとも一部を含み、前記第１の波長帯域および第２の波長帯域を含まない第４の波長帯域の光を透過可能な観察窓とを備える蛍光観察用暗箱装置。
2. 前記照明光源が、前記観察窓を通して外部から直接見ることのできない位置に配置されている請求項１に記載の蛍光観察用暗箱装置。
3. 試料と、該試料に対して第１の波長帯域の励起光を照射し、試料から発生する第２の波長帯域の蛍光を検出する蛍光観察装置とを覆い外光の侵入を遮断する暗箱本体と、
   該暗箱本体内に配置され、前記第１の波長帯域および前記第２の波長帯域とは異なる第３の波長帯域の光を出射する照明光源と、
   前記暗箱本体内に配置され、前記照明光源により照明された試料および蛍光観察装置を撮影する撮影装置と、
   前記暗箱本体の外部に配置され、前記撮影装置により取得された画像を表示する画像表示装置とを備える蛍光観察用暗箱装置。
4. 前記照明光源は、出射した光が前記撮影装置に直接入射しない位置に配置されている請求項３に記載の蛍光観察用暗箱装置。
5. 撮影装置と画像表示装置とを備えるカメラが、撮影装置を内部に、画像表示装置を外部に向け、暗箱本体の壁面を貫通して取り付けられている請求項３または請求項４に記載の蛍光観察用暗箱装置。
6. 前記暗箱本体の壁面とカメラとの間に、壁面に対してカメラを移動可能に支持する蛇腹部材を備える請求項５に記載の蛍光観察用暗箱装置。
7. 前記照明光源に、出射する光の波長帯域を切り替える波長切替機構が備えられている請求項１から請求項６のいずれかに記載の蛍光観察用暗箱装置。
8. 試料に対して第１の波長帯域の励起光を照射し、試料から発生する第２の波長帯域の蛍光を検出する蛍光観察装置と、
   請求項１から請求項７のいずれかに記載の蛍光観察用暗箱装置とを備え、
   前記暗箱本体に、該暗箱本体を開閉する開閉扉が設けられるとともに、
   該開閉扉の開閉状態を検出する開閉センサと、
   該開閉センサが、開閉扉が開かれたことを検出したときに、前記蛍光観察装置における励起光の出射を停止する励起光制御部とを備える蛍光観察システム。
9. 試料に対して第１の波長帯域の励起光を照射し、試料から発生する第２の波長帯域の蛍光を検出する蛍光観察装置と、
   請求項１から請求項７のいずれかに記載の蛍光観察用暗箱装置とを備え、
   前記暗箱本体に、該暗箱本体を開閉する開閉扉が設けられるとともに、
   該開閉扉の開閉状態を検出する開閉センサが備えられ、
   該開閉センサが、開閉扉が閉じられていることを検出したときに、前記蛍光観察装置の動作速度を低下させる動作制御部を備える蛍光観察システム。
10. 蛍光観察装置により試料に対して第１の波長帯域の励起光を照射して試料から発せられる第２の波長帯域の蛍光を観察する蛍光観察方法であって、
    試料および蛍光観察装置を暗箱により覆い、
    暗箱内において、前記第１の波長帯域および前記第２の波長帯域とは異なる第３の波長帯域の光を照射し、
    暗箱外において、暗箱に設けた、前記第３の波長帯域の少なくとも一部を含み、前記第１の波長帯域および第２の波長帯域を含まない第４の波長帯域の光を透過可能な観察窓を介して、または、暗箱内に設けた撮影装置を介して、第３の波長帯域の光を観察しながら、試料または蛍光観察装置を暗箱外から操作する蛍光観察方法。

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